دليل مستخدم خلية تحميل واجهة 301

خلايا الحمل 301 دليل

محتويات يخفي

1 خلية تحميل 301

2 تحميل صلابة الخلية

3 تردد خلية الحمل الطبيعي: حالة محملة بشكل خفيف

4 التردد الطبيعي لخلية الحمل: حالة محملة بشكل كبير

5 الاتصال بالرنين

6 تطبيق أحمال المعايرة: تكييف الخلية

7 تطبيق أحمال المعايرة: التأثيرات والهستيريسيس

8 بروتوكولات الاختبار والمعايرة

9 تطبيق الأحمال قيد الاستخدام: التحميل على المحور

10 سعة التحميل الزائد مع التحميل الخارجي

11 أحمال التأثير

12 المستندات / الموارد

12.1 مراجع

13 منشورات ذات صلة

خلية تحميل 301

خصائص وتطبيقات خلية الحمل

لا تقدم شركة Interface, Inc. أي ضمان، سواء كان صريحًا أو ضمنيًا، بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، أي ضمانات ضمنية تتعلق بالتسويق أو الملاءمة لغرض معين، فيما يتعلق بهذه المواد، وتجعل هذه المواد متاحة فقط على أساس "كما هي". .
لن تتحمل شركة Interface, Inc. بأي حال من الأحوال المسؤولية تجاه أي شخص عن الأضرار الخاصة أو الجانبية أو العرضية أو التبعية المتعلقة باستخدام هذه المواد أو الناشئة عنه.
Interface®، Inc. 7401 محرك Butherus
سكوتسديل، أريزونا 85260
هاتف 480.948.5555
contact@interfaceforce.com
http://www.interfaceforce.com

مرحبًا بك في دليل Interface Load Cell 301، وهو مورد تقني لا غنى عنه كتبه خبراء قياس قوة الصناعة. تم تصميم هذا الدليل المتقدم لمهندسي الاختبار ومستخدمي أجهزة القياس الذين يبحثون عن رؤى شاملة حول أداء خلية التحميل وتحسينها.
في هذا الدليل العملي، نستكشف موضوعات مهمة مع التفسيرات الفنية والمرئيات والتفاصيل العلمية الضرورية لفهم وظائف خلايا التحميل وتعظيمها في التطبيقات المتنوعة.
تعرف على كيفية تأثير الصلابة المتأصلة في خلايا الحمل على أدائها في ظل ظروف التحميل المختلفة. بعد ذلك، نقوم بدراسة التردد الطبيعي لخلية الحمل، ونحلل كلاً من السيناريوهات ذات التحميل الخفيف والمحملة بشكل كبير لفهم كيفية تأثير اختلافات الحمل على استجابة التردد.
يعد رنين الاتصال جانبًا مهمًا آخر تمت تغطيته على نطاق واسع في هذا الدليل، حيث يسلط الضوء على الظاهرة وآثارها على القياسات الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، نناقش تطبيق أحمال المعايرة، مع التأكيد على أهمية تكييف الخلية ومعالجة التأثيرات والتباطؤ أثناء إجراءات المعايرة.
يتم فحص بروتوكولات الاختبار والمعايرات بدقة، مما يوفر إرشادات معقولة لضمان الدقة والموثوقية في عمليات القياس. نحن نتعمق أيضًا في تطبيق الأحمال قيد الاستخدام، مع التركيز على تقنيات واستراتيجيات التحميل على المحور للتحكم في الأحمال خارج المحور لتعزيز دقة القياس.
علاوة على ذلك، فإننا نستكشف طرقًا لتقليل تأثيرات التحميل الخارجية من خلال تحسين التصميم وتقديم رؤى قيمة لتخفيف التأثيرات الخارجية على أداء خلية التحميل. كما تتم أيضًا مناقشة سعة التحميل الزائد مع التحميل الخارجي والتعامل مع أحمال الصدمات بالتفصيل لتزويد المهندسين بالمعرفة اللازمة لحماية خلايا الحمل من الظروف المعاكسة.
يوفر دليل خلية تحميل الواجهة 301 معلومات لا تقدر بثمن لتحسين الأداء وتعزيز الدقة وضمان موثوقية أنظمة القياس في التطبيقات المختلفة.
فريق الواجهة الخاص بك

خصائص وتطبيقات خلية الحمل

تحميل صلابة الخلية

يرغب العملاء في كثير من الأحيان في استخدام خلية التحميل كعنصر في البنية المادية للجهاز أو التجميع. ولذلك، فإنهم يرغبون في معرفة كيف ستتفاعل الخلية مع القوى التي تنشأ أثناء تجميع الآلة وتشغيلها.
بالنسبة للأجزاء الأخرى من هذه الآلة المصنوعة من مواد مخزنة، يمكن للمصمم البحث عن خصائصها الفيزيائية (مثل التمدد الحراري والصلابة والصلابة) في الكتيبات وتحديد تفاعلات أجزائه بناءً على تصميمه. ومع ذلك، نظرًا لأن خلية الحمل مبنية على ثني، وهو جزء ميكانيكي معقد لا يعرف العميل تفاصيله، فسيكون من الصعب على العميل تحديد رد فعلها للقوى.إنه تمرين مفيد للنظر في كيفية استجابة الانثناء البسيط للأحمال المطبقة في اتجاهات مختلفة. الشكل 1، يظهر على سبيل المثالampعبارة عن ثنية بسيطة مصنوعة عن طريق طحن أخدود أسطواني على جانبي قطعة من الفولاذ. تُستخدم الأشكال المختلفة لهذه الفكرة على نطاق واسع في الآلات ومنصات الاختبار لعزل خلايا الحمل عن الأحمال الجانبية. في هذا السابقampعلى سبيل المثال، يمثل الانحناء البسيط عنصرًا في تصميم الآلة، وليس خلية حمل فعلية. يعمل القسم الرقيق من الانحناء البسيط كمحمل افتراضي بدون احتكاك له ثابت زنبركي دوراني صغير. لذلك، قد يتعين قياس ثابت زنبرك المادة ووضعه في الاعتبار في خصائص استجابة الآلة. إذا طبقنا قوة شد (FT) أو قوة ضغط (FC) على الانحناء بزاوية خارج خط الوسط، فسوف يتشوه الانحناء جانبيًا بواسطة مكون المتجه (F TX) أو (FCX) كما هو موضح بالخطوط العريضة المنقط. على الرغم من أن النتائج تبدو متشابهة تمامًا في كلتا الحالتين، إلا أنها مختلفة تمامًا.
في حالة الشد في الشكل 1، تميل الثنية إلى الانحناء في محاذاة مع القوة خارج المحور وتفترض الثنية وضع التوازن بأمان، حتى في ظل توتر كبير.
في حالة الضغط، يمكن أن يكون رد فعل الانحناء، كما هو موضح في الشكل 2، مدمرًا للغاية، حتى لو كانت القوة المطبقة بنفس المقدار تمامًا ويتم تطبيقها على نفس خط عمل قوة الشد، لأن الانحناء ينحني بعيدًا عن خط عمل القوة المطبقة. يميل هذا إلى زيادة القوة الجانبية (F CX) مع النتيجة التي تجعل الانحناء
ينحني أكثر. إذا تجاوزت القوة الجانبية قدرة الانحناء على مقاومة حركة الدوران، فسيستمر الانحناء في الانحناء وسيفشل في النهاية. وبالتالي، فإن وضع الفشل في الضغط هو انهيار الانحناء، وسيحدث عند قوة أقل بكثير مما يمكن تطبيقه بأمان في الشد.
الدرس الذي يجب تعلمه من هذا السابقampLe هو أنه يجب توخي الحذر الشديد عند تصميم تطبيقات خلايا الحمل المضغوطة باستخدام الهياكل العمودية. يمكن تضخيم الاختلالات الطفيفة من خلال حركة العمود تحت التحميل المضغوط، ويمكن أن تتراوح النتيجة من أخطاء القياس إلى الفشل الكامل للهيكل.
السابق السابقampيوضح le أحد المزايا الرئيسيةtagمكونات Interface® LowProfile® تصميم الخلايا . نظرًا لأن الخلية قصيرة جدًا بالنسبة لقطرها، فإنها لا تتصرف مثل خلية العمود تحت التحميل المضغوط. إنها أكثر تسامحًا مع التحميل غير المحاذاة من خلية العمود.
يمكن حساب صلابة أي خلية تحميل على طول محورها الأساسي، وهو محور القياس الطبيعي، بسهولة بالنظر إلى السعة المقدرة للخلية وانحرافها عند الحمل المقدر. يمكن العثور على بيانات انحراف خلية التحميل في كتالوج Interface® و webموقع.
ملحوظة:
ضع في اعتبارك أن هذه القيم نموذجية، ولكنها ليست مواصفات خاضعة للتحكم لخلايا الحمل. بشكل عام، الانحرافات هي خصائص تصميم الانحناء، ومادة الانحناء، وعوامل القياس والمعايرة النهائية للخلية. يتم التحكم في كل من هذه المعلمات بشكل فردي، ولكن التأثير التراكمي قد يكون له بعض التباين.
استخدام الثنية SSM-100 في الشكل 3، كمثالampلو، يمكن حساب الصلابة في المحور الأساسي (Z) على النحو التالي:ينطبق هذا النوع من الحسابات على أي خلية تحميل خطية على محورها الأساسي. وعلى النقيض من ذلك، فإن تحديد صلابة المحورين (X) و(Y) أكثر تعقيدًا من الناحية النظرية، ولا تثير اهتمام مستخدمي الخلايا الصغيرة عادةً، وذلك للسبب البسيط المتمثل في أن استجابة الخلايا على هذين المحورين لا يتم التحكم فيها كما هو الحال بالنسبة لـ LowProfile® سلسلة. بالنسبة للخلايا الصغيرة، من المستحسن دائمًا تجنب تطبيق الأحمال الجانبية قدر الإمكان، لأن ربط الأحمال خارج المحور بمخرجات المحور الأساسي يمكن أن يؤدي إلى حدوث أخطاء في القياسات.
على سبيل المثالampعلى سبيل المثال، يؤدي تطبيق الحمل الجانبي (FX) إلى جعل المقاييس عند A ترى الشد والمقاييس عند (B) ترى الانضغاط. إذا كانت الانحناءات عند (A) و(B) متطابقة وكانت عوامل القياس للمقاييس عند (A) و(B) متطابقة، فإننا نتوقع أن يلغي خرج الخلية تأثير الحمل الجانبي. ومع ذلك، نظرًا لأن سلسلة SSM عبارة عن خلية فائدة منخفضة التكلفة تُستخدم عادةً في التطبيقات ذات الأحمال الجانبية المنخفضة، فإن التكلفة الإضافية للعميل لموازنة حساسية الحمل الجانبي لا يمكن تبريرها عادةً.
الحل الصحيح حيث قد تحدث أحمال جانبية أو أحمال لحظية هو فصل خلية الحمل عن تلك القوى الخارجية عن طريق استخدام نهاية قضيب تحمل عند أحد طرفي خلية الحمل أو كليهما.
على سبيل المثالampيوضح الشكل 4 تركيب خلية تحميل نموذجية لوزن برميل الوقود الموجود على وعاء الوزن، من أجل وزن الوقود المستخدم في اختبارات المحرك.يتم تثبيت المشبك بقوة على شعاع الدعم بواسطة مسماره. يكون محمل نهاية القضيب حرًا في الدوران حول محور دبوس الدعم الخاص به، ويمكنه أيضًا التحرك بحوالي ± 10 درجات في الدوران داخل وخارج الصفحة وحول المحور الأساسي لخلية التحميل. تضمن حريات الحركة هذه بقاء حمل الشد على نفس الخط المركزي مثل المحور الأساسي لخلية الحمل، حتى إذا لم يتم تمركز الحمل بشكل صحيح على وعاء الوزن.
لاحظ أن لوحة الاسم الموجودة على خلية التحميل تُقرأ رأسًا على عقب لأنه يجب تثبيت الطرف المسدود للخلية على الطرف الداعم للنظام.

تردد خلية الحمل الطبيعي: حالة محملة بشكل خفيف

غالبًا ما تُستخدم خلية الحمل في المواقف التي يتم فيها ربط حمولة خفيفة، مثل وعاء وزن أو جهاز اختبار صغير، بالطرف الحي للخلية. يرغب المستخدم في معرفة مدى سرعة استجابة الخلية للتغيير في التحميل. من خلال توصيل خرج خلية الحمل بمنظار الذبذبات وإجراء اختبار بسيط، يمكننا معرفة بعض الحقائق حول الاستجابة الديناميكية للخلية. إذا قمنا بتركيب الخلية بقوة على كتلة ضخمة ثم ضربنا الطرف النشط للخلية برفق شديد بمطرقة صغيرة، فسنرى
dampقطار الموجة الجيبية (سلسلة من الموجات الجيبية التي تنخفض تدريجياً إلى الصفر).
ملحوظة:
توخي الحذر الشديد عند تطبيق التأثير على خلية التحميل. يمكن لمستويات القوة أن تلحق الضرر بالخلية، حتى لفترات قصيرة جدًا.يمكن تحديد تردد الاهتزاز (عدد الدورات التي تحدث في ثانية واحدة) عن طريق قياس الوقت (T) لدورة كاملة واحدة، من عبور صفر موجب إلى التالي. يتم الإشارة إلى دورة واحدة على صورة الذبذبات في الشكل 5، بواسطة خط التتبع الغامق. بمعرفة الفترة (الوقت لدورة واحدة)، يمكننا حساب التردد الطبيعي للتذبذب الحر لخلية الحمل (fO) من الصيغة:يعد التردد الطبيعي لخلية الحمل أمرًا مهمًا لأنه يمكننا استخدام قيمته لتقدير الاستجابة الديناميكية لخلية التحميل في نظام خفيف التحميل.
ملحوظة:
تعتبر الترددات الطبيعية قيمًا نموذجية، ولكنها ليست مواصفات خاضعة للرقابة. يتم تقديمها في كتالوج Interface® فقط كمساعدة للمستخدم.
يظهر نظام الكتلة الزنبركية المكافئ لخلية الحمل في الشكل 6. تتوافق الكتلة (M1) مع كتلة الطرف الحي للخلية، من نقطة التثبيت إلى المقاطع الرقيقة للانحناء. يمثل الزنبرك، الذي له ثابت زنبركي (K)، معدل الزنبرك لقسم القياس الرقيق للانحناء. تمثل الكتلة (M2) الكتلة المضافة لأي تركيبات مثبتة بالطرف الحي لخلية الحمل.
يوضح الشكل 7 العلاقة بين هذه الكتل النظرية والكتل الفعلية في نظام خلية الحمل الحقيقي. لاحظ أن ثابت الزنبرك (K) يحدث على خط التقسيم عند القسم الرفيع من الانحناء.التردد الطبيعي هو معلمة أساسية، نتيجة لتصميم خلية الحمل، لذلك يجب على المستخدم أن يفهم أن إضافة أي كتلة على الطرف النشط لخلية الحمل سيكون لها تأثير على خفض التردد الطبيعي للنظام الإجمالي. على سبيل المثالampلذلك، يمكننا أن نتخيل سحب الكتلة M1 إلى الأسفل قليلاً في الشكل 6 ثم تركها. ستتذبذب الكتلة لأعلى ولأسفل بتردد يتم تحديده بواسطة ثابت الزنبرك (K) وكتلة M1.
في الواقع، سوف تكون التذبذباتamp مع مرور الوقت بنفس الطريقة كما في الشكل 5.
إذا قمنا الآن بربط الكتلة (M2) على (M1)،
سيؤدي زيادة تحميل الكتلة إلى خفض التردد الطبيعي لنظام كتلة الزنبرك. لحسن الحظ، إذا عرفنا كتلتي (M1) و(M2) والتردد الطبيعي لتركيبة كتلة الزنبرك الأصلية، فيمكننا حساب المقدار الذي سينخفض به التردد الطبيعي بإضافة (M2)، وفقًا للصيغة:بالنسبة لمهندس الكهرباء أو الإلكترونيات، فإن المعايرة الثابتة هي معلمة (تيار مستمر)، في حين أن الاستجابة الديناميكية هي معلمة (تيار متردد). يتم تمثيل ذلك في الشكل 7، حيث يتم عرض معايرة التيار المستمر على شهادة معايرة المصنع، ويرغب المستخدمون في معرفة استجابة الخلية عند بعض ترددات التشغيل التي سيستخدمونها في اختباراتهم.
لاحظ التباعد المتساوي بين خطوط شبكة "التردد" و"الإخراج" على الرسم البياني في الشكل 7. وكلاهما دالتان لوغاريتمية؛ أي أنها تمثل عامل العدد 10 من خط شبكة إلى آخر. على سبيل المثالampعلى سبيل المثال، "0 ديسيبل" تعني "لا تغيير"؛ "+20 ديسيبل" تعني "10 أضعاف ما هو عليه 0 ديسيبل"؛ "-20 ديسيبل" تعني "1/10 بقدر ما هو عليه 0 ديسيبل"؛ و"-40 ديسيبل" تعني "1/100 بقدر ما هو عليه 0 ديسيبل".
باستخدام المقياس اللوغاريتمي، يمكننا إظهار نطاق أكبر من القيم، وتتبين الخصائص الأكثر شيوعًا أنها خطوط مستقيمة على الرسم البياني. على سبيل المثالample، يوضح الخط المتقطع الميل العام لمنحنى الاستجابة فوق التردد الطبيعي. إذا واصلنا الرسم البياني للأسفل ولليمين، فإن الاستجابة ستصبح مقاربة (أقرب فأقرب) للخط المستقيم المتقطع.
ملحوظة:
يتم توفير المنحنى في الشكل 63 فقط لتصوير الاستجابة النموذجية لخلية التحميل ذات التحميل الخفيف في ظل الظروف المثالية. في معظم التركيبات، سوف تسود الأصداء الموجودة في التركيبات المرفقة وإطار الاختبار وآلية القيادة وUUT (الوحدة قيد الاختبار) على استجابة خلية الحمل.

التردد الطبيعي لخلية الحمل: حالة محملة بشكل كبير

في الحالات التي تكون فيها خلية الحمل مقترنة ميكانيكيًا بإحكام في نظام تكون فيه كتل المكونات أثقل بكثير من كتلة خلية الحمل نفسها، تميل خلية الحمل إلى العمل مثل الزنبرك البسيط الذي يربط العنصر الدافع بالعنصر المدفوع في النظام.
تصبح المشكلة بالنسبة لمصمم النظام هي تحليل الكتل في النظام وتفاعلها مع ثابت الزنبرك الشديد الصلابة لخلية الحمل. لا يوجد ارتباط مباشر بين التردد الطبيعي المفرغ لخلية التحميل وبين الرنينات المحملة بكثافة والتي ستشاهد في نظام المستخدم.

الاتصال بالرنين

لقد قام الجميع تقريبًا برمي كرة السلة ولاحظوا أن الفترة (الوقت بين الدورات) تكون أقصر عندما يتم رمي الكرة بالقرب من الأرض.
لقد رأى أي شخص لعب على آلة البلياردو الكرة وهي تتأرجح ذهاباً وإياباً بين عمودين معدنيين؛ وكلما اقترب العمودان من قطر الكرة، كلما زادت سرعة اهتزاز الكرة. ويتحرك تأثيرا الرنين هذين بواسطة نفس العناصر: كتلة، وفجوة حرة، واتصال مرن يعكس اتجاه السفر.
يتناسب تردد التذبذب مع صلابة قوة الاستعادة، ويتناسب عكسيا مع كل من حجم الفجوة والكتلة. يمكن العثور على نفس تأثير الرنين في العديد من الآلات، ويمكن أن يؤدي تراكم التذبذبات إلى إتلاف الآلة أثناء التشغيل العادي.على سبيل المثالampفي الشكل 9، يتم استخدام مقياس القوة لقياس قوة حصان محرك البنزين. يقوم المحرك قيد الاختبار بتشغيل مكابح المياه التي يكون عمود خرجها متصلاً بذراع نصف قطري. الذراع حر في الدوران، لكنه مقيد بخلية الحمل. من خلال معرفة عدد دورات المحرك في الدقيقة والقوة المؤثرة على خلية الحمل وطول ذراع نصف القطر، يمكننا حساب قوة حصان المحرك.
إذا نظرنا إلى تفاصيل الخلوص بين كرة محمل نهاية القضيب وجلبة محمل نهاية القضيب في الشكل 9، فسنجد بُعد الخلوص (D)، بسبب الاختلاف في حجم الكرة و الأكمام المقيدة لها. سيكون مجموع خلوص الكرة، بالإضافة إلى أي ارتخاء آخر في النظام، هو إجمالي "الفجوة" التي يمكن أن تسبب رنين تلامس مع كتلة ذراع نصف القطر ومعدل نابض خلية الحمل.مع زيادة سرعة المحرك، قد نجد سرعة دوران معينة في الدقيقة حيث يتطابق معدل إشعال أسطوانات المحرك مع تردد رنين التلامس لمقياس القوة. إذا حافظنا على هذه السرعة في الدقيقة، فسيحدث تكبير (ضرب القوى)، وسيتراكم تذبذب التلامس، ويمكن بسهولة فرض قوى تأثير تبلغ عشرة أضعاف أو أكثر من متوسط القوة على خلية الحمل.
سيكون هذا التأثير أكثر وضوحًا عند اختبار محرك جزازة العشب ذو أسطوانة واحدة مقارنةً باختبار محرك أوتوماتيكي ذي ثماني أسطوانات، لأن نبضات الإطلاق تصبح سلسة عندما تتداخل في محرك السيارة. وبشكل عام، فإن رفع تردد الرنين سيؤدي إلى تحسين الاستجابة الديناميكية لمقياس الدينامومتر.
يمكن التقليل من تأثير رنين الاتصال عن طريق:

استخدام محامل نهاية القضيب عالية الجودة، والتي تتميز بلعب منخفض جدًا بين الكرة والمقبس.

قم بربط مسمار محمل نهاية القضيب للتأكد من أن الكرة مثبتة بإحكامampإد في المكان.
جعل إطار الدينامومتر قاسيًا قدر الإمكان.
استخدام خلية تحميل ذات سعة أعلى لزيادة صلابة خلية التحميل.

تطبيق أحمال المعايرة: تكييف الخلية

أي محول يعتمد على انحراف المعدن لتشغيله، مثل خلية الحمل أو محول عزم الدوران أو محول الضغط، يحتفظ بسجل لأحماله السابقة. يحدث هذا التأثير لأن الحركات الدقيقة للبنية البلورية للمعدن، على صغرها، تحتوي في الواقع على مكون احتكاكي يظهر في شكل هستيريسيس (عدم تكرار القياسات التي يتم أخذها من اتجاهات مختلفة).
قبل تشغيل المعايرة، يمكن مسح السجل من خلية التحميل عن طريق تطبيق ثلاث عمليات تحميل، من الصفر إلى الحمل الذي يتجاوز أعلى حمل في تشغيل المعايرة. عادة، يتم تطبيق حمولة واحدة على الأقل تتراوح من 130% إلى 140% من السعة المقدرة، للسماح بالإعداد المناسب وتشويش تركيبات الاختبار في خلية الحمل.
إذا تم تكييف خلية الحمل وتم تنفيذ الأحمال بشكل صحيح، فسيتم الحصول على منحنى له خصائص (ABCDEFGHIJA)، كما هو موضح في الشكل 10.
ستسقط جميع النقاط على منحنى سلس، وسيتم إغلاق المنحنى عند العودة إلى الصفر. علاوة على ذلك، إذا تم تكرار الاختبار وتم إجراء عمليات التحميل بشكل صحيح، فإن النقاط المقابلة بين التشغيلين الأول والثاني سوف تقع قريبة جدًا من بعضها البعض، مما يدل على إمكانية تكرار القياسات.

تطبيق أحمال المعايرة: التأثيرات والهستيريسيس

عندما تؤدي عملية المعايرة إلى نتائج لا تحتوي على منحنى سلس، أو لا تتكرر بشكل جيد، أو لا تعود إلى الصفر، فيجب أن يكون إعداد الاختبار أو إجراء التحميل هو المكان الأول الذي يجب التحقق منه.
على سبيل المثالample، يوضح الشكل 10 نتيجة تطبيق الأحمال حيث لم يكن المشغل حذرًا عند تطبيق حمل بنسبة 60%. إذا تم إسقاط الوزن قليلاً على حامل التحميل وتم تطبيق تأثير حمل بنسبة 80% ثم إعادته إلى نقطة 60%، فستعمل خلية التحميل على حلقة تباطؤ بسيطة تنتهي عند النقطة (P) بدلاً من عندها النقطة (د). وبمواصلة الاختبار، تنتهي نقطة 80% عند (R)، وتنتهي نقطة 100% عند (S). وستكون النقاط الهابطة جميعها فوق النقاط الصحيحة، ولن يتم إغلاق العودة إلى الصفر.
يمكن أن يحدث نفس النوع من الخطأ في إطار الاختبار الهيدروليكي إذا تجاوز المشغل الإعداد الصحيح ثم قام بتسريب الضغط مرة أخرى إلى النقطة الصحيحة. الحل الوحيد للتأثير أو التجاوز هو تجديد الخلية وإعادة الاختبار.

بروتوكولات الاختبار والمعايرة

يتم تكييف خلايا الحمل بشكل روتيني في وضع واحد (إما الشد أو الضغط)، ثم يتم معايرتها في هذا الوضع. إذا كانت المعايرة في الوضع المعاكس مطلوبة أيضًا، يتم تكييف الخلية أولاً في هذا الوضع قبل المعايرة الثانية. وبالتالي، فإن بيانات المعايرة تعكس عمل الخلية فقط عندما تكون مشروطة بالوضع المعني.
ولهذا السبب، من المهم تحديد بروتوكول الاختبار (تسلسل تطبيقات التحميل) الذي يخطط العميل لاستخدامه، قبل إجراء مناقشة عقلانية لمصادر الخطأ المحتملة. في كثير من الحالات، يجب تصميم قبول خاص من المصنع لضمان تلبية متطلبات المستخدم.
بالنسبة للتطبيقات الصارمة للغاية، يستطيع المستخدمون عمومًا تصحيح بيانات الاختبار الخاصة بهم فيما يتعلق بعدم خطية خلية التحميل، وبالتالي إزالة قدر كبير من الخطأ الإجمالي. إذا لم يتمكنوا من القيام بذلك، فإن اللاخطية ستكون جزءًا من ميزانية الأخطاء الخاصة بهم.
عدم التكرار هو في الأساس وظيفة دقة واستقرار إلكترونيات تكييف الإشارة الخاصة بالمستخدم. تتميز خلايا الحمل عادةً بعدم التكرار، وهي أفضل من إطارات الحمل والتركيبات والإلكترونيات المستخدمة لقياسها.
المصدر المتبقي للخطأ، التباطؤ، يعتمد بشكل كبير على تسلسل التحميل في بروتوكول الاختبار الخاص بالمستخدم. في كثير من الحالات، من الممكن تحسين بروتوكول الاختبار لتقليل إدخال التباطؤ غير المرغوب فيه في القياسات.
ومع ذلك، هناك حالات يضطر فيها المستخدمون، إما بسبب متطلبات عميل خارجي أو مواصفات داخلية للمنتج، إلى تشغيل خلية تحميل بطريقة غير محددة من شأنها أن تؤدي إلى تأثيرات هستيريسيس غير معروفة. في مثل هذه الحالات، سيتعين على المستخدم قبول أسوأ حالة هستيريسيس كمواصفة تشغيل.
كما يجب تشغيل بعض الخلايا في كلا الوضعين (الشد والضغط) أثناء دورة الاستخدام العادية دون القدرة على إعادة تأهيل الخلية قبل تغيير الوضعين. ويؤدي هذا إلى حالة تسمى التبديل (عدم العودة إلى الصفر بعد المرور عبر كلا الوضعين).
في الناتج الطبيعي للمصنع، يكون حجم التبديل نطاقًا واسعًا حيث تكون أسوأ حالة مساوية تقريبًا أو أكبر قليلاً من الهستيريسيس، اعتمادًا على مادة ثني خلية الحمل وسعتها.
ولحسن الحظ، هناك عدة حلول لمشكلة التبديل:

استخدم خلية تحميل ذات سعة أعلى حتى تتمكن من العمل على نطاق أصغر من سعتها. يكون التبديل أقل عندما يكون الامتداد إلى الوضع المعاكس أقل في المائةtagه من القدرة المقدرة.

استخدم خلية مصنوعة من مادة تبديل أقل. اتصل بالمصنع للحصول على توصيات.
تحديد معيار الاختيار لإنتاج المصنع العادي. تحتوي معظم الخلايا على نطاق من التبديل الذي قد ينتج عنه وحدات كافية من التوزيع الطبيعي. اعتمادًا على معدل بناء المصنع، عادةً ما تكون تكلفة هذا الاختيار معقولة جدًا.

حدد مواصفات أكثر صرامة واطلب من المصنع عرض أسعار خاصة.

تطبيق الأحمال قيد الاستخدام: التحميل على المحور

تولد جميع الأحمال على المحور قدرًا من المكونات الخارجية غير المحورية، مهما كان حجمها صغيرًا. وتعتمد كمية هذه الأحمال الخارجية على مدى تحمل الأجزاء في تصميم الآلة أو إطار الحمل، والدقة التي يتم بها تصنيع المكونات، والعناية التي يتم بها محاذاة عناصر الآلة أثناء التجميع، وصلابة الأجزاء الحاملة للحمل، وكفاية أجهزة التثبيت.
التحكم في الأحمال خارج المحور
يمكن للمستخدم اختيار تصميم النظام بحيث يزيل أو يقلل التحميل خارج المحور على خلايا الحمل، حتى لو كان الهيكل يعاني من التشوه تحت الحمل. في وضع الشد، يكون ذلك ممكنًا عن طريق استخدام محامل نهاية القضيب مع الشقوق.
حيث يمكن إبقاء خلية الحمل منفصلة عن هيكل إطار الاختبار، فيمكن استخدامها في وضع الضغط، مما يلغي تقريبًا تطبيق مكونات الحمل خارج المحور على الخلية. ومع ذلك، لا يمكن بأي حال من الأحوال التخلص تمامًا من الأحمال خارج المحور، لأن انحراف الأعضاء الحاملة للحمل سيحدث دائمًا، وسيكون هناك دائمًا قدر معين من الاحتكاك بين زر التحميل ولوحة التحميل التي يمكنها نقل الأحمال الجانبية إلى خلية.
عندما تكون في شك، فإن LowProfile® ستكون الخلية المفضلة دائمًا ما لم تسمح الميزانية العامة لخطأ النظام بهامش كبير للأحمال الخارجية.
تقليل تأثيرات التحميل الدخيلة عن طريق تحسين التصميم
في تطبيقات الاختبار عالية الدقة، يمكن تحقيق هيكل صلب مع تحميل خارجي منخفض باستخدام انحناءات الأرض لبناء إطار القياس. وهذا بالطبع يتطلب تصنيعًا دقيقًا وتجميعًا للإطار، وهو ما قد يشكل تكلفة كبيرة.

سعة التحميل الزائد مع التحميل الخارجي

أحد التأثيرات الخطيرة للتحميل خارج المحور هو تقليل سعة التحميل الزائد للخلية. معدل الحمل الزائد النموذجي بنسبة 150% على خلية تحميل قياسية أو تصنيف الحمل الزائد بنسبة 300% على خلية مصنفة للتعب هو الحمل المسموح به على المحور الأساسي، دون تطبيق أي أحمال جانبية أو لحظات أو عزم دوران على الخلية بشكل متزامن. وذلك لأن المتجهات خارج المحور ستضيف مع متجه الحمل على المحور، ويمكن أن يتسبب مجموع المتجهات في حالة حمل زائد في واحدة أو أكثر من المناطق المجهزة في الانثناء.
للعثور على سعة التحميل الزائد المسموح بها على المحور عندما تكون الأحمال الخارجية معروفة، قم بحساب المكون الموجود على المحور للأحمال الخارجية واطرحها جبريًا من سعة التحميل الزائد المقدرة، مع الحرص على مراعاة الوضع (الشد أو الضغط) يتم تحميل الخلية.

أحمال التأثير

إن المبتدئين في استخدام خلايا الحمل كثيراً ما يدمرونها قبل أن تتاح الفرصة لأشخاص مخضرمين لتحذيرهم من الأحمال الناتجة عن الصدمات. إننا جميعاً نتمنى أن تتمكن خلية الحمل من امتصاص صدمة قصيرة جداً على الأقل دون أن تلحق بها أي ضرر، ولكن الحقيقة هي أنه إذا تحرك الطرف النشط من الخلية بأكثر من 150% من انحراف السعة الكاملة بالنسبة للطرف الميت، فقد تتعرض الخلية لحمولات زائدة، بغض النظر عن قصر الفترة التي يحدث خلالها الحمل الزائد.
في اللوحة 1 من السابقampفي الشكل 11، يتم إسقاط كرة فولاذية ذات كتلة "m" من ارتفاع "S" على الطرف الحي لخلية الحمل. أثناء السقوط، تتسارع الكرة بفعل الجاذبية وتصل إلى سرعة "v" في اللحظة التي تلامس فيها سطح الخلية.
في اللوحة 2، ستتوقف سرعة الكرة تمامًا، وفي اللوحة 3، سينعكس اتجاه الكرة. يجب أن يحدث كل هذا في المسافة التي تستغرقها خلية الحمل للوصول إلى سعة التحميل الزائد المقدرة، وإلا فقد تتلف الخلية.
في السابقampكما هو موضح، لقد اخترنا خلية يمكنها أن تنحرف بحد أقصى 0.002 بوصة قبل تحميلها بشكل زائد. لكي تتوقف الكرة تمامًا في مثل هذه المسافة القصيرة، يجب أن تؤثر الخلية بقوة هائلة على الكرة. إذا كانت الكرة تزن رطلًا واحدًا وتم إسقاطها بقدم واحدة على الخلية، فإن الرسم البياني في الشكل 12 يشير إلى أن الخلية ستتلقى تأثيرًا قدره 6,000 رطل (من المفترض أن كتلة الكرة أكبر بكثير من كتلة الكرة) نهاية حية لخلية التحميل، وهذا هو الحال عادة).
يمكن تعديل مقياس الرسم البياني ذهنيًا من خلال الأخذ في الاعتبار أن التأثير يختلف بشكل مباشر مع الكتلة ومع مربع المسافة المقطوعة.Interface® هي الشركة الرائدة عالميًا في حلول قياس القوة® الموثوقة.
نحن نقود من خلال تصميم وتصنيع وضمان أعلى أداء لخلايا الحمل ومحولات عزم الدوران وأجهزة الاستشعار متعددة المحاور والأجهزة ذات الصلة المتوفرة. يقدم مهندسونا من الطراز العالمي حلولاً لصناعات الطيران والسيارات والطاقة والطب والاختبار والقياس من الجرامات إلى ملايين الجنيهات، في مئات التكوينات. نحن المورد الأبرز لشركات Fortune 100 في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك؛ Boeing وAirbus وNASA وFord وGM وJohnson & Johnson وNIST وآلاف معامل القياس. تدعم معامل المعايرة الداخلية لدينا مجموعة متنوعة من معايير الاختبار: ASTM E74 وISO-376 وMIL-STD وEN10002-3 وISO-17025 وغيرها.
يمكنك العثور على مزيد من المعلومات الفنية حول خلايا الحمل وعروض منتجات Interface® على www.interfaceforce.com، أو عن طريق الاتصال بأحد مهندسي التطبيقات الخبراء لدينا على الرقم 480.948.5555.